本技术介绍了一种新型海洋复合柔性管道的端部接头配件,其结构包含外套壳和内套壳。外套壳设计为类似“Z”字型的截面,由平行的第一、第二竖臂和连接它们的第一横臂组成。内套壳的截面设计同样独特,旨在提高管道系统的稳定性和连接强度。
背景技术
我国约有70%的油气资源位于深水区域,因此开发深水装备符合我国的经济发展和国家战略需要。对于环境恶劣复杂的深水海域,传统刚性管道难以承担油气输送任务。随着海洋油气资源开发的不断深入,海洋复合柔性管道的应用愈发广泛。海洋复合柔性管道由于具有柔性良好、地形适应性强、耐腐蚀能力强、铺设速度快以及可回收利用等优点,逐渐成为连接深水海洋油气田与海上油气平台的关键性设备。
海洋复合柔性管道由若干金属层和非金属层复合而成,由内至外通常依次有骨架层、内衬层、抗压铠装层、耐磨层、抗拉铠装层、外包覆层等功能层,亦可根据工程实际需要增加或减少相应层。而端部接头通常位于柔性立管系统的顶部位置,具有连接海洋复合柔性管道与海上浮式结构、防止管内流体泄漏的功能。端部接头的组成部件多,结构复杂,对连接以及密封性能要求较高,是海洋复合柔性管道系统较容易失效的部位。因此,端部接头的结构设计相比海洋复合柔性管道本身的结构设计难度更大。
目前,传统的海洋复合柔性管道的端部接头在实际应用中存在以下问题:
①传统的端部接头空腔内通常浇筑环氧树脂等复合材料用于粘结固定柔性管道的抗拉铠装层钢丝,而环氧树脂随着设备服役时间的增长可能存在老化、开裂等问题,严重影响其粘附性能,容易导致抗拉铠装层与端部接头之间的分离,引发安全事故。
②由于传统的端部接头空腔的位置结构问题,在安装时需要对柔性管道抗拉铠装层钢丝向径向外部进行弯折处理,这样会导致弯折处存在一定的残余应力,在海洋循环载荷的作用下容易发生疲劳断裂,严重影响管道的使用寿命。
③传统的端部接头通常不具有保温功能,海洋复合柔性管道内的输送介质在低温高压条件下存在生成水合物、冻堵管道的风险。
④海洋复合柔性管道输送的油气介质中通常存在水蒸气、二氧化碳和二氧化硫等物质,部分会从内衬层渗透至抗拉铠装层所在的环形空间中,引起抗拉铠装层的腐蚀问题,严重影响海洋复合柔性管道系统的安全运行。
实现思路